DE20220648U1

DE20220648U1 - Arrangement for electrical power supply of load via transmission path divided into two has supply signal generator, first and second sub-paths for transmitting supply signal to and from load

Info

Publication number: DE20220648U1
Application number: DE20220648U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2012-03-28

Abstract

The arrangement has a supply signal (S1) generator (30) and a divided transmission path with a first sub-path (41) for transmitting the supply signal from the generator to the load (20) and a second (42) for transmitting the supply signal from the load to the generator. The sub-paths are connected to the generator and load to form a closed circuit and both have voltage isolation arrangements. Up to 100 mW is transmitted to the load.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum potentialgetrennten Versorgen eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie.The invention relates to an arrangement for the isolated supply of an electrical consumer with electrical energy.

Im allgemeinen wird ein elektrischer Verbraucher von einer Spannungs- oder Stromquelle über eine einfache elektrische Leitung mit elektrischer Energie in Form einer Versorgungsspannung oder eines Versorgungsstroms versorgt.Generally an electrical Consumers from a voltage or current source via a simple electrical line with electrical energy in the form of a Supply voltage or a supply current supplied.

Manchmal benötigt man eine potentialgetrennte (= galvanisch getrennte) Energieversorgung des Verbrauchers ohne eine ohmsche Verbindung zwischen dem Verbraucher und der Versorgungsquelle. Ist der elektrische Verbraucher auf einem elektrischen Potential angeordnet, das sich sehr stark von dem der Energiequelle unterscheidet, oder sind sehr hohe Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) zu erfüllen, so ist die Versorgung über eine einfache elektrische Zuleitung zumindest schwierig. Beispiele für solche Anwendungen sind die Strom- und Spannungsmessung in Einrichtungen der öffentlichen Energieversorgung und die EKG-, Atem- oder Pulsmessung an einem Patienten während einer parallel durchgeführten Kernspintomographie-Untersuchung.Sometimes you need a floating one (= galvanically isolated) power supply of the consumer without an ohmic connection between the consumer and the supply source. The electrical consumer is at an electrical potential arranged, which is very different from that of the energy source, or are very high demands on electromagnetic compatibility (EMC) requirements, so the supply is over a simple electrical supply line at least difficult. Examples for such Applications are current and voltage measurement in institutions the public Energy supply and EKG, breath or pulse measurement in one Patient during one carried out in parallel MRI examination.

Bekannt ist eine Anordnung, bei der Licht einer Lichtquelle, beispielsweise einer Laserdiode oder einer Leuchtdiode (LED), zu einem photoelektrischen Wandler übertragen wird und dort in elektrische Energie umgewandelt wird. Letztere dient der Versorgung des Verbrauchers. Zur Lichtübertragung sind die Lichtquelle und der photoelektrische Wandler über einen Lichtwellenleiter oder auch über eine Freistrahlanordnung optisch miteinander verbunden. Ein solches potentialgetrenntes, optisch betriebenes Versorgungssystem für einen elektrischen Sensor ist beispielsweise in "Sensors and Actuators A", Band 25 bis 27 (1991), Seiten 475 bis 480, beschrieben. Das Licht einer Laserdiode wird über einen Lichtwellenleiter zu einem Photoelementarray übertragen und von diesem in die elektrische Energie für den Sensor umgewandelt. Die Messdaten des Sensors werden ebenfalls optisch über einen Lichtwellenleiter übertragen. Aufgrund der verwendeten Spezialkomponenten insbesondere des leistungsstarken Lasers, des Photoelementarrays und auch der optischen Steckverbindungen ist dieses Versorgungssystem jedoch mit einem nicht unerheblichen Aufwand verbunden.An arrangement is known in which Light from a light source, for example a laser diode or one Light-emitting diode (LED), transferred to a photoelectric converter and is converted there into electrical energy. Latter serves to supply the consumer. For the light transmission are the light source and the photoelectric converter via an optical waveguide or also about a free jet arrangement optically connected to each other. Such one Isolated, optically operated supply system for one The electrical sensor is, for example, in "Sensors and Actuators A", volume 25 to 27 (1991), pages 475 to 480. The light of a laser diode is about transfer an optical fiber to a photo element array and converted into electrical energy for the sensor. The Measurement data from the sensor are also optically transmitted via an optical fiber. Because of the special components used, especially the powerful one Lasers, the photo element array and also the optical connectors is this supply system with a not insignificant Associated effort.

Weiterhin ist eine Anordnung bekannt, bei der die elektrische Energie aus dem unmittelbaren Umfeld eines zu versorgenden elektrischen Sensors gewonnen wird, beispielsweise induktiv aus einem Hochspannungsnetz oder photovoltaisch aus der Sonneneinstrahlung. Bei dieser Anordnung zur Energieversorgung tritt jedoch der unerwünschte Nebeneffekt auf, dass keine elektrische Energie zur Verfügung steht, wenn das Hochspannungsnetz außer Betrieb ist oder die Sonne nicht scheint. Eine Anordnung, die ihre elektrische Energie aus dem Hochspannungsnetz bezieht, ist in der DE 25 46 694 A1 beschrieben.Furthermore, an arrangement is known in which the electrical energy is obtained from the immediate vicinity of an electrical sensor to be supplied, for example inductively from a high-voltage network or photovoltaically from solar radiation. With this arrangement for energy supply, however, there is the undesirable side effect that no electrical energy is available when the high-voltage network is out of operation or the sun is not shining. An arrangement that draws its electrical energy from the high-voltage network is in the DE 25 46 694 A1 described.

Eine andere Anordnung zur potentialgetrennten Versorgung eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie wird mit der DE 44 42 677 A1 offenbart. Hierbei sendet ein Funksender Energie in Form von Funkwellen zu einem Funkempfänger, der die Funkwellen in die elektrische Energie für den elektrischen Verbraucher umwandelt. Handelt es sich bei dem Verbraucher um einen Sensor, so werden auch die Messdaten des Sensors über Funk übertragen. Mit dieser Anordnung ist somit eine galvanisch getrennte, leitungslose Energie- und Datenübertragung möglich. Gesetzliche Bestimmungen über den Funkverkehr schränken allerdings die Einsatzmöglichkeit dieser Anordnung ein.Another arrangement for the potential-separated supply of an electrical consumer with electrical energy is with the DE 44 42 677 A1 disclosed. Here, a radio transmitter sends energy in the form of radio waves to a radio receiver, which converts the radio waves into electrical energy for the electrical consumer. If the consumer is a sensor, the measurement data of the sensor are also transmitted via radio. With this arrangement, a galvanically isolated, wireless energy and data transmission is possible. Statutory regulations on radio communications, however, restrict the use of this arrangement.

Ein weiterer bekannter Ansatz zur potentialgetrennten Energieversorgung eines Verbrauchers, der sich insbesondere auf einem Hochspannungspotential befindet, besteht in der Einspeisung von hochfrequenter elektrischer Energie in einen hochspannungsfesten Kondensator oder in einen gegebenenfalls zur Spannungsmessung ohnehin vorhandenen kapazitiven Teiler. Der Kondensator oder der kapazitive Teiler überbrückt dabei den Potentialunterschied. Ungünstigerweise können sich undefinierte Impedanzverhältnisse einstellen. Während der Kondensator oder der kapazitive Teiler als Hinleitung für die hochfrequente Energie dienen, erfolgt die Rückleitung nämlich weitgehend undefiniert über eine Leiter-Erd-Kapazität einer vorhandenen Hochspannungsfreileitung oder/und über ein benachbartes Betriebsmittel. Um die Funktionsfähigkeit dennoch sicherzustellen, ist eine relativ hohe Speisefrequenz, beispielsweise von > 10 MHz, erforderlich. Dann wirkt die Anordnung insgesamt aber als Sendeantenne, was einerseits zu einem unerwünschten Energieverlust durch Abstrahlung und andererseits zu Kollisionen mit den bereits genannten gesetzlichen Bestimmungen über den Funkverkehr führt.Another well known approach to isolated energy supply of a consumer who is located in particular at a high voltage potential in feeding high-frequency electrical energy into one high-voltage resistant capacitor or in an optionally for Voltage measurement of existing capacitive divider. The condenser or the capacitive divider bridges the potential difference. Unfortunately, can undefined impedance ratios to adjust. While the capacitor or the capacitive divider as a line for the high-frequency Serve energy, the return occurs namely largely undefined about a conductor-earth capacitance an existing high-voltage power line or / and over one neighboring resource. In order to ensure the functionality, a relatively high supply frequency, for example of> 10 MHz, is required. Then the arrangement as a whole acts as a transmitting antenna, on the one hand to an undesirable Loss of energy due to radiation and on the other hand to collisions with the already mentioned legal provisions on the Radio traffic leads.

Auch bei der mit der DE 910 925 offenbarten Anordnung zur Regelung der Ansteuerung von Gas- oder Dampfentladungsstrecken wird ein hochfrequentes Signal mittels kapazitiver Komponenten übertragen. Es ist ein erster kapazitiver Teilzweig für die Vorwärtsrichtung und ein zweiter kapazitiver Teilzweig für die Rückwärtsrichtung vorgesehen. Das hochfrequente Signal dient allerdings nicht der Energieversorgung, sondern vielmehr der Steuerung einer auf Hochspannungspotential angeordneten Zündschaltung.Even with the DE 910 925 Disclosed arrangement for controlling the control of gas or steam discharge sections, a high-frequency signal is transmitted by means of capacitive components. A first capacitive sub-branch is provided for the forward direction and a second capacitive sub-branch for the reverse direction. However, the high-frequency signal is not used to supply energy, but rather to control an ignition circuit arranged at high voltage potential.

In der DE 29 11 476 A1 wird eine Weiterentwicklung der mit der DE 910 925 offenbarten Übertragungsstrecke zu einer Anordnung zur Energieversorgung eines auf Hochspannungspotential befindlichen Verbrauchers beschrieben. Die Übertragungsstrecke ist hierbei als eine mit Längskondensatoren und Querdrosseln aufgebaute symmetrische Siebkette ausgebildet. Die Querdrosseln sind ausdrücklich deswegen in die Anordnung mitaufgenommen worden, um den Hochfrequenzgenerator von der Blindleistungsbereitstellung zu entlasten und um zwischen benachbarten Kondensatoren auftretende Isolationsdifferenzen auszugleichen. Durch die Vielzahl der benötigten Einzelkomponenten ist die Anordnung jedoch aufwendig in der Realisierung.In the DE 29 11 476 A1 will be a further development of the DE 910 925 Disclosed transmission path to an arrangement for energy supply to a consumer at high voltage potential is described. The transmission path is designed as a symmetrical sieve chain constructed with series capacitors and transverse chokes. The transverse chokes are express therefore included in the arrangement in order to relieve the high-frequency generator of the reactive power supply and to compensate for insulation differences occurring between adjacent capacitors. However, due to the large number of individual components required, the arrangement is complex to implement.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Versorgen eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie anzugeben, die eine möglichst einfache Energieversorgung gewährleistet und gleichzeitig zu keinen Kollisionen mit den gesetzlichen Bestimmungen über den Funkverkehr führt.The object of the invention is now based on an arrangement for supplying an electrical consumer specify with electrical energy that ensures the simplest possible energy supply and at the same time to no collisions with the legal provisions on Radio traffic leads.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Anordnung zum potentialgetrennten Versorgen eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie entsprechend den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 angegeben.To solve the problem, a Arrangement for the isolated supply of an electrical consumer with electrical energy according to the characteristics of the protection claim 1 specified.

Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst mindestens:

– einen Generator zum Erzeugen eines Speisesignals,
– eine zwei getrennte Teilzweige beinhaltende Übertragungsstrecke, wobei
– der erste Teilzweig ausgelegt ist zur Übertragung des Speisesignals in Richtung vom Generator zum Verbraucher und der zweite Teilzweig ausgelegt ist zur Übertragung des Speisesignals in Richtung vom Verbraucher zum Generator,
– beide Teilzweige jeweils so an den Generator und den Verbraucher angeschlossen sind, dass sich für das Speisesignal ein geschlossener Kreis ergibt,
– beide Teilzweige Mittel zur Potentialtrennung umfassen und
– dem Verbraucher mittels des Speisesignals eine elektrische Leistung von höchstens 100 mW zuführbar ist.

The arrangement according to the invention comprises at least:

A generator for generating a feed signal,
- A transmission path containing two separate branches, wherein
The first sub-branch is designed to transmit the feed signal in the direction from the generator to the consumer and the second sub-branch is designed to transmit the feed signal in the direction from the consumer to the generator,
- Both branches are connected to the generator and the consumer so that there is a closed circuit for the feed signal,
- Both branches include means for electrical isolation and
- An electrical power of at most 100 mW can be supplied to the consumer by means of the feed signal.

Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass anhand einer mittels zweier getrennter Teilzweige realisierten Über tragungsstrecke definierte Impedanzverhältnisse in Vorwärts- und auch in Rückwärtsrichtung des Speisesignals erreicht werden können. Der Speisestromkreis ist dann nicht mehr über eine undefinierte Luftstrecke geschlossen, sondern über den als Rückleitung für das Speisesignal bestimmten Teilzweig. Die beiden Teilzweige sind insbesondere vollständig voneinander getrennt aufgebaut, d.h. außer am Ort des Generators und des Verbrauchers besteht zwischen beiden Teilzweigen keine elektrisch leitende Verbindung.The invention is based on the Realization that by means of two separate sub-branches realized transmission route defined impedance ratios in the forward and backward direction of the feed signal can be achieved. The feed circuit is then no longer over closed an undefined air gap, but over the as return line for the Feed signal specific branch. The two branches are special Completely constructed separately from each other, i.e. except at the location of the generator and the consumer has no electrical between the two branches conductive connection.

Aufgrund der definierten Impedanzverhältnisse und auch der niedrigen Verbraucherleistung kann das Speisesignal insbesondere eine relativ niedrige Speisefrequenz, beispielsweise von ≤ 1 MHz, aufweisen. Die Übertragung des Speisesignals erfolgt in beiden Teilzweigen leitungsgebunden und insbesondere elektrisch. Dadurch wird eine Funk-Abstrahlung des Speisesignals weitgehend unterbunden, so dass die gesetzlichen Bestimmungen über den Funkverkehr nicht tangiert werden.Because of the defined impedance ratios and also the low consumer power can be the feed signal especially a relatively low feed frequency, for example of ≤ 1 MHz, exhibit. The transfer of the feed signal is conducted in both branches and especially electric. This creates a radio emission of the feed signal largely prevented, so that the legal Provisions on the Radio traffic will not be affected.

Aufgrund der geringen Übertragungsverluste – insbesondere kommt es auf der Übertragungsstrecke zu keiner unerwünschten Abstrahlung von Speiseenergie – sowie aufgrund der niedrigen Verbraucherleistung kann ein relativ leistungsarm ausgelegter und damit preiswerter Speisesignal-Generator eingesetzt werden.Because of the low transmission losses - in particular it happens on the transmission link to no unwanted Radiation of food energy - as well due to the low consumer power can be a relatively low power designed and therefore inexpensive feed signal generator used become.

Es wurde nämlich außerdem erkannt, dass die bei der aus der DE 29 11 476 A1 bekannten Anordnung eingesetzten Querdrosseln ohne wesentliche Funktionseinbuße weggelassen werden können. Dies gilt gerade dann, wenn dem Verbraucher über das Speisesignal nur eine geringe Leistung, beispielsweise von höchstens 100 mW zugeführt wird. Der Speisesignal-Generator kann die für die Teilzweige gegebenenfalls erforderliche Ladeleistung in diesem Leistungsbereich selbst aufbringen. Besondere Vorkehrungen sind hierfür ebenso wenig notwendig wie eine besondere Dimensionierung des Generators. Insgesamt ergibt sich also durch den Wegfall der Querdrosseln und die leistungsarme Auslegung des Generators eine sehr einfache und preisgünstige Anordnung zur potentialgetrennten Energieversorgung eines Verbrauchers.It was also recognized that the in the DE 29 11 476 A1 known arrangement used cross reactors can be omitted without significant loss of function. This is especially true when the consumer is only supplied with a low power, for example of at most 100 mW, via the feed signal. The feed signal generator can itself apply the charging power required for the sub-branches in this power range. Special precautions are just as unnecessary for this as special dimensioning of the generator. All in all, the omission of the transverse chokes and the low-power design of the generator result in a very simple and inexpensive arrangement for the isolated power supply of a consumer.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments of the Arrangement according to the invention result from the claims dependent on claim 1.

Die Anordnung lässt sich mit besonderem Vorteil einsetzen, wenn zwischen dem Ort des Verbrauchers und dem des Generators eine Potentialdifferenz vorhanden ist. Dann wirkt sich die potentialgetrennte Energieversorgung besonders günstig aus. Insbesondere kann sich der Generator auf Erdpotential und der Verbraucher auf einem hohen Potential, beispielsweise auf einem Potential von einigen 10 kV, befinden.The arrangement can be particularly advantageous use if between the location of the consumer and that of the generator there is a potential difference. Then the electrically isolated acts Energy supply particularly cheap out. In particular, the generator can be at ground potential and High potential consumers, for example one Potential of some 10 kV.

Weiterhin sind die beiden Teilzweige vorzugsweise eng benachbart zueinander angeordnet. Dadurch sinkt der Platzbedarf der Anordnung. Außerdem verhindert die enge räumliche Nachbarschaft beider Teilzweige, dass eine an sich unerwünschte Abstrahlung von Speiseenergie erfolgt. Die beiden jeweils für die Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung bestimmten Teilzweige wirken ähnlich wie eine bifilare Leiteranordnung, bei der sich eine wechselseitige Kompensation des Abstrahlverhaltens einstellt. Insbesondere sind die beiden Teilzweige nebeneinander in einem Isolator untergebracht, wodurch die Kosten für die Spannungs-Isolierung der beiden Teilzweige reduziert werden. Es kann zumindest ein gemeinsames Isolatorgehäuse verwendet werden.Furthermore, the two branches preferably arranged closely adjacent to each other. This will decrease the space requirement of the arrangement. It also prevents the tight spatial Neighborhood of both sub-branches that an inherently undesirable radiation of food energy. The two sub-branches each intended for the forward or backward direction look similar like a bifilar conductor arrangement in which there is a mutual Compensation of the radiation behavior. In particular are the two branches are placed next to each other in an isolator, reducing the cost of the voltage isolation of the two branches can be reduced. At least one common insulator housing can be used.

Vorzugsweise lässt sich die Übertragungsstrecke der Anordnung außer zur Energieversorgung auch noch für einen anderen Zweck, beispielsweise zur Spannungsmessung einsetzen. Dann kann die Anordnung zur Energieversorgung in einem anderen ohnehin vorhandenen Betriebsmittel integriert werden, wodurch die Kosten für die Anordnung weiter begrenzt werden können. Insbesondere kann die Übertragungsstrecke auch zur Erfassung der elektrischen Spannung zwischen dem Ort des Verbrauchers und Masse dienen.In addition to the energy supply, the transmission path of the arrangement can preferably also be used for another purpose, for example for voltage measurement. Then the arrangement for power supply in another existing equipment is integrated anyway, which further limits the cost of the arrangement. In particular, the transmission link can also be used to detect the electrical voltage between the location of the consumer and ground.

Bei einer anderen Ausgestaltung enthalten die Teilzweige als Mittel zur Potentialtrennung jeweils mindestens eine Reaktanz. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Kapazität, die sich gut für die gewünschte Potentialtrennung verwenden lässt. Insbesondere kann auch jeder der Teilzweige eine standardisierte oder serienmäßige Komponente, beispielsweise in Form eines gewickelten Kondensatorstrangs, beinhalten. Dadurch ergibt sich eine besonders preiswerte Realisierung. Als Reaktanz kann aber auch eine Induktivität zum Einsatz kommen.In another embodiment, the Sub-branches as means for electrical isolation at least one each Reactance. A capacity that is particularly advantageous here good for the desired Isolation can be used. In particular, each of the branches can be a standardized or standard component, for example in the form of a wound capacitor bank. This results in a particularly inexpensive implementation. As However, reactance can also be an inductance.

Günstig ist es, wenn das Speisesignal eine Speisefrequenz hat die zwischen etwa 1 kHz und etwa 1 MHz liegt. In diesem Frequenzbereich kann eine Abstrahlung von Speiseenergie gut unterbunden werden. Außerdem ist die genannte Untergrenze weit genug von einer in Einrichtungen der öffentlichen Energieversorgung eingesetzten Netzfrequenz (DC oder 50 Hz oder 60 Hz) sowie von deren für Mess- und Auswertungszwecke gegebenenfalls relevanten Oberwellen entfernt, so dass eine Beeinflussung ausgeschlossen werden kann.Cheap it is when the feed signal has a feed frequency between about 1 kHz and about 1 MHz. In this frequency range, a Radiation from feed energy can be prevented well. Besides, is the lower limit mentioned far enough from one in public institutions Mains frequency used (DC or 50 Hz or 60 Hz) as well as their and evaluation purposes relevant harmonics removed if necessary, so that an influence can be excluded.

Es gibt auch eine Anordnung, die mit einem als Gleichsignal ausgebildeten Speisesignal betrieben wird. Hier ist eine Abstrahlung von vornherein ausgeschlossen. Eine Potentialdifferenz wird bei dieser Anordnung vorzugsweise mittels in den Teilzweigen vorgesehener Induktivitäten überbrückt.There is also an arrangement that operated with a feed signal designed as a DC signal becomes. Here, radiation is excluded from the outset. A In this arrangement, potential difference is preferably determined by means of bridged inductors provided in the sub-branches.

Der mit elektrischer Energie versorgte Verbraucher kann beispielsweise ein Messgerät, insbesondere ein Strommessgerät sein. Die Übertragungsstrecke kann dann außer zur Übertragung des Speisesignals auch zur insbesondere elektrischen Übertragung eines vom Messgerät ermittelten Messsignals verwendet werden. Vorzugsweise unterscheidet sich eine hierfür vorgesehene Messsignalfrequenz von der Speisefrequenz, um eine Beeinflussung zu vermeiden. Grundsätzlich kommt aber auch für die Messsignalfrequenz der gleiche Frequenzbereich wie für die Speisefrequenz in Betracht. Durch die Integration von verschiedenen Funktionen in die Übertragungsstrecke kann eine Kosteneinsparung erzielt werden.The one supplied with electrical energy A consumer can be, for example, a measuring device, in particular a current measuring device. The transmission link can then save for transmission of the feed signal also for in particular electrical transmission one from the measuring device determined measurement signal can be used. Preferably differentiates yourself one for this provided measurement signal frequency from the supply frequency to influence to avoid. in principle but also comes for them Measurement signal frequency the same frequency range as for the feed frequency into consideration. By integrating various functions into the transmission link cost savings can be achieved.

Grundsätzlich ist es auch möglich, die von einem als Messgerät ausgebildeten Verbraucher ermittelte Messinformation über eine zusätzliche Übertragungsstrecke zu übertragen. Die zur Speise- und zur Messsignalübertragung eingesetzten Übertragungsstrecken sind dann getrennt voneinander aufgebaut. Sie können sich auch unterschiedlicher Übertragungsprinzipien bedienen, beispielsweise der elektrischen bzw. optischen Übertragung. Dadurch wird eine besonders gute Trennung zwischen Speise- und Messsignal erreicht.Basically, it is also possible to use the from one as a measuring device trained consumers determined measurement information about a additional transmission path transferred to. The transmission links used for the feed and measurement signal transmission are then set up separately. You can also use different transmission principles operate, for example the electrical or optical transmission. This creates a particularly good separation between the feed and measurement signals reached.

Bevorzugte, jedoch keinesfalls einschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Zur Verdeutlichung ist die Zeichnung nicht maßstäblich ausgeführt, und gewisse Merkmale sind schematisiert dargestellt. Im einzelnen zeigen die:Preferred, but in no way limiting, exemplary embodiments The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. For clarification the drawing is not to scale, and certain features are shown schematically. Show in detail the:

1 eine in einen kapazitiven Spannungswandler integrierte Anordnung zur potentialgetrennten Energieversorgung, 1 an arrangement integrated in a capacitive voltage converter for electrically isolated energy supply,

2 eine Anordnung zur potentialgetrennten Energieversorgung eines Messgeräts mit optischer Messsignalübertragung, 2 an arrangement for the potential-separated power supply of a measuring device with optical measurement signal transmission,

3 eine Anordnung zur potentialgetrennten Energieversorgung eines Messgeräts mit elektrischer Messsignalübertragung und 3 an arrangement for the isolated power supply of a measuring device with electrical measurement signal transmission and

4 eine weitere Anordnung zur potentialgetrennten Energieversorgung eines Messgeräts mit optischer Messsignalübertragung. 4 a further arrangement for the isolated power supply of a measuring device with optical measurement signal transmission.

Einander entsprechende Teile sind in den 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are in the 1 to 4 provided with the same reference numerals.

In 1 ist eine Anordnung 100 zur potentialgetrennten Energieversorgung eines Verbrauchers 20 dargestellt. Der Verbraucher 20 ist benachbart zu einem Hochspannungsleiter 10 angeordnet und befindet sich somit also auf Hochspannungspotential, d.h. auf einem Potential von mindestens einigen 10 kV.In 1 is an order 100 for floating energy supply to a consumer 20 shown. The consumer 20 is adjacent to a high voltage conductor 10 arranged and is thus at high voltage potential, ie at a potential of at least a few 10 kV.

Dem Verbraucher 20 wird über ein Speisesignal S1, das mittels einer Übertragungsstrecke 40 übertragen wird, Energie E zugeführt. Um eine Potentialtrennung zu gewährleisten, enthält die Übertragungsstrecke 40 im Beispiel von 1 zwei Übertragungs-Kapazitäten C2 und C3, an denen jeweils eine Potentialdifferenz ΔU abfällt, die den wesentlichen Teil der Leiter-Erd-Spannung des Hochspannungsleiters 10 bildet.The consumer 20 is via a feed signal S1, which is by means of a transmission link 40 is transmitted, energy E supplied. To ensure electrical isolation, the transmission path contains 40 in the example of 1 two transmission capacitances C2 and C3, at each of which a potential difference ΔU drops, which represents the essential part of the phase-to-earth voltage of the high-voltage conductor 10 forms.

Das Speisesignal S1 wird von einem praktisch auf Massepotential liegenden Generator 30 beispielsweise mit einer Frequenz von 100 kHz erzeugt. Es wird in einen die Übertragungs-Kapazitäten C2 umfassenden ersten Teilzweig 41 der Übertragungsstrecke 40 eingespeist und zum Verbraucher 20 übertragen. Im Verbraucher 20 wird dem Speisesignal S1 in nicht näher dargestellter, aber an sich bekannter Weise die Energie E entnommen und dem Verbraucher 20 zum Betrieb der insbesondere vorhandenen elektronischen Komponenten zur Verfügung gestellt. Hierbei kann die dem Speisesignal S1 entnommene Energie E durchaus zunächst in einem elektrischen Speicher, zum Beispiel in Form eines Kondensators, zwischengespeichert werden.The feed signal S1 is generated by a generator which is practically at ground potential 30 generated for example with a frequency of 100 kHz. It is in a first sub-branch comprising the transmission capacitances C2 41 the transmission path 40 fed and to the consumer 20 transfer. In the consumer 20 the energy E is taken from the feed signal S1 in a manner not shown but known per se and from the consumer 20 provided for the operation of the electronic components in particular. In this case, the energy E taken from the feed signal S1 can initially be temporarily stored in an electrical store, for example in the form of a capacitor.

Im Unterschied zu einer ersten bekannten Anordnung, bei der die Rückwärtsrichtung zwischen dem Verbraucher 20 und dem Generator 30 über eine in ihrem Impedanzwert relativ undefinierte Luftstrecke gebildet ist, weist die Übertragungsstrecke 40 der Anordnung 100 einen zweiten Teilzweig 42 auf. Letzterer beinhaltet die zweite Übertragungs-Kapazität C3, die vorzugsweise den gleichen Kapazitätswert hat wie die erste Übertragungs-Kapazität C2. Nach Passieren des Verbrauchers 20 wird das Speisesignal S1 in dem zweiten Teilzweig 42 zum Generator zurückgeführt. Die zweite Übertragungs-Kapazität C3 sorgt damit auch bei der Übertragung in Rückwärtsrichtung für einen wohl definierten Impedanzwert. Es liegt also ein geschlossener Stromkreis mit definierten Impedanzverhältnissen vor. Dadurch ist es möglich, mit einer vergleichsweise niedrigen Speisefrequenz im Bereich zwischen 1 kHz und 1 MHz und auch mit einer niedrigen Speiseleistung zu arbeiten. Der bei der Realisierung der Anordnung 100 erforderliche Aufwand sinkt folglich.In contrast to a first known arrangement in which the reverse direction between the consumer 20 and the generator 30 The transmission path has an air gap which is relatively undefined in terms of its impedance value 40 the arrangement 100 a second branch 42 on. The latter contains the second transmission capacity C3, which preferably has the same capacity value as the first transmission capacity C2. After passing the consumer 20 becomes the feed signal S1 in the second branch 42 returned to the generator. The second transmission capacitance C3 thus ensures a well-defined impedance value even when transmitting in the reverse direction. So there is a closed circuit with defined impedance ratios. This makes it possible to work with a comparatively low supply frequency in the range between 1 kHz and 1 MHz and also with a low supply power. The one in realizing the arrangement 100 the required effort is consequently reduced.

Im Unterschied zu einer weiteren bekannten Anordnung, die eine Übertragungsstrecke in Form einer Siebkette beinhaltet, sind bei der Anordnung 100 die beiden Teilzweige 41 und 42 der Übertragungsstrecke 40 vollständig voneinander getrennt aufgebaut. Dies bedeutet, dass außer am Generator 30 und am Verbraucher 20 zwischen den beiden Teilzweigen 41 und 42 keine elektrisch leitende Verbindung existiert. Sie sind in diesem Bereich elektrisch gegeneinander isoliert. Insbesondere sind im Unterschied zur bekannten Siebkette keine Querdrosseln als verbindende Elemente vorgesehen. Es wurde erkannt, dass dieser deutlich einfachere Aufbau vorzugsweise dann möglich ist, wenn das Speisesignal S1 eine relativ niedrige Speiseleistung hat. Der Generator 30 kann die Ladeleistung für die Übertragungs-Kapazitäten C2 und C3 in diesem Fall selbst zur Verfügung stellen. Insgesamt lässt sich der Verbraucher 20 mittels der Anordnung 100 in besonders einfacher und kostengünstiger Weise mit einer Leistung von bis zu 100 mW versorgen. Dies reicht zum Betrieb vieler der derzeit gängigen elektronischen Schaltungen aus.In contrast to another known arrangement, which includes a transmission path in the form of a sieve chain, the arrangement includes 100 the two branches 41 and 42 the transmission path 40 completely separated from each other. This means that except on the generator 30 and the consumer 20 between the two branches 41 and 42 there is no electrically conductive connection. They are electrically isolated from one another in this area. In particular, in contrast to the known sieve chain, no transverse throttles are provided as connecting elements. It was recognized that this much simpler structure is preferably possible if the feed signal S1 has a relatively low feed power. The generator 30 can provide the charging power for the transmission capacities C2 and C3 in this case itself. Overall, the consumer can 20 by means of the arrangement 100 supply with an output of up to 100 mW in a particularly simple and cost-effective manner. This is sufficient to operate many of the current electronic circuits.

Um ein unerwünschtes Abfließen von Speiseenergie zu vermeiden, sind mehrere Sperr-Induktivitäten L1 bis L5 vorgesehen. Sie sind jeweils so dimensioniert, dass sie bei der Speisefrequenz sehr hochohmig sind und im Idealfall einen Leerlauf darstellen. Die Sperr-Induktivitäten L1 und L3 verhindern ein Abfließen des Speisesignals S1 über Masse, die Sperr-Induktivitäten L4 und L5 dagegen ein Abfließen über den Hochspan nungsleiter 10. Die Sperr-Induktivität L2 zwingt das Speisesignal S1 in den Verbraucher 20. Zur Verdeutlichung ist der Signalweg des Speisesignals S1 in 1 durch Pfeile mit durchgezogener Linie angezeigt.In order to avoid an undesired outflow of feed energy, several blocking inductors L1 to L5 are provided. They are each dimensioned so that they have a very high impedance at the feed frequency and ideally represent an idle. The blocking inductors L1 and L3 prevent the supply signal S1 from flowing away to ground, while the blocking inductors L4 and L5 prevent it from flowing away via the high-voltage conductor 10 , The blocking inductance L2 forces the feed signal S1 into the consumer 20 , For clarification, the signal path of the feed signal S1 is in 1 indicated by arrows with a solid line.

Bei Bedarf können die Sperr-Induktivitäten L1 bis L5 auch um Überspannungsableiter und/oder Dämpfungswiderstände ergänzt werden.If necessary, the blocking inductors L1 to L5 also for surge arresters and / or damping resistors can be added.

Bei der Netzfrequenz (= DC oder 50 Hz oder 60 Hz) des Hochspannungsleiters 10 stellen die Sperr-Induktivitäten L1 bis L5 keinen Leerlauf, sondern praktisch einen Kurzschluss dar. Zumindest nehmen sie bei dieser Frequenz einen sehr niedrigen Impedanzwert an. Die beiden Teilzweige 41 und 42 sind bei der Netzfrequenz also parallel und nicht wie bei der Speisefrequenz in Serie geschaltet. Somit können die bei der Netzfrequenz parallel geschalteten Übertragungs-Kapazitäten C2 und C3 auch als Hochspannungs-Kapazität eines kapazitiven Spannungswandlers eingesetzt werden. An einer zusätzlich vorgesehenen Niederspannungs-Kapazität C1 kann dann ein Spannungsmesssignal UM für die Leiter-Erd-Spannung des Hochspannungsleiters 10 abgegriffen werden. Die Anordnung 100 erfüllt eine Doppelfunktion. Sie dient der Energieversorgung des Verbrauchers 20 und der Spannungsmessung. Eine besonders einfache und damit vorteilhafte Realisierung der Anordnung 100 erhält man durch eine Integration in einen kommerziell erhältlichen kapazitiven Spannungswandler. Günstig im Hinblick auf die Kosten ist es außerdem, wenn die Übertragungs-Kapazitäten C2 und C3 als standardisierte oder serienmäßige Komponenten, beispielsweise in Form eines gewickelten Kondensatorstrangs, ausgeführt sind.At the mains frequency (= DC or 50 Hz or 60 Hz) of the high-voltage conductor 10 the blocking inductors L1 to L5 do not represent an open circuit, but practically a short circuit. At least they assume a very low impedance value at this frequency. The two branches 41 and 42 are connected in parallel at the mains frequency and not in series as with the supply frequency. The transmission capacitances C2 and C3 connected in parallel at the network frequency can thus also be used as high-voltage capacitances of a capacitive voltage converter. A voltage measurement signal UM for the phase-to-earth voltage of the high-voltage conductor can then be applied to an additionally provided low-voltage capacitance C1 10 be tapped. The order 100 fulfills a double function. It serves to supply energy to the consumer 20 and the voltage measurement. A particularly simple and therefore advantageous implementation of the arrangement 100 is obtained by integrating it into a commercially available capacitive voltage converter. In terms of costs, it is also favorable if the transmission capacitances C2 and C3 are designed as standardized or standard components, for example in the form of a wound capacitor bank.

Je nach Bauform der Übertragungs-Kapazitäten C2 und C3 können sie auch eine Serieninduktivität aufweisen. Dies ist beispielsweise bei dem genannten gewickelten Kondensatorstrang der Fall. Günstig ist es dann, die grundsätzlich im Bereich zwischen 1 kHz und 1 MHz frei wählbare Speisefrequenz gerade auf die Serienresonanzfrequenz, die durch die Serieninduktivität und den Kapazitätswert der Übertragungs-Kapazitäten C2 oder C3 gebildet ist, zu legen. Die beiden Teilzweige 41 und 42 stellen dann für das Speisesignal S1 eine besonders niederohmige Impedanz dar.Depending on the design of the transmission capacities C2 and C3, they can also have a series inductance. This is the case, for example, in the case of the wound capacitor bank. It is then expedient to place the supply frequency, which is basically freely selectable in the range between 1 kHz and 1 MHz, precisely on the series resonance frequency, which is formed by the series inductance and the capacitance value of the transmission capacitances C2 or C3. The two branches 41 and 42 then represent a particularly low-impedance for the feed signal S1.

Die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Teilzweigen 41 und 42 ist nur sehr niedrig (z.B. einige 10 V), so dass eine Isolierung gegeneinander problemlos möglich ist. Sie können somit insbesondere sehr eng benachbart zueinander platziert und beispielsweise auch in einem gemeinsamen Isolator 80 untergebracht werden. Dies ist eine sehr kostensparende Lösung. Durch die enge räumliche Anordnung der Teilzweige 41 und 42 erreicht man außerdem, dass eine ohnehin aufgrund der niedrigen Speisefrequenz bereits stark reduzierte Abstrahlung von Speiseenergie praktisch vollständig unterdrückt wird.The voltage difference between the two branches 41 and 42 is only very low (eg a few 10 V), so that isolation from one another is possible without any problems. In particular, they can therefore be placed very closely adjacent to one another and, for example, also in a common insulator 80 be accommodated. This is a very economical solution. Due to the close spatial arrangement of the branches 41 and 42 one also achieves that radiation of feed energy which is already greatly reduced due to the low feed frequency is practically completely suppressed.

In 2 ist eine andere Anordnung 200 gezeigt, die ebenfalls zur potentialgetrennten Energieversorgung eines Verbrauchers 20 bestimmt ist. Im Beispiel von 2 ist der Verbraucher 20 als Messgerät zur Erfassung eines im Hochspannungsleiter 10 fließenden Stroms I ausgebildet. Das Messgerät 20 enthält einen Mess-Shunt 21 und eine Messkopfelektronik 22, in der ein Messsignal S2 für den Strom I ermittelt wird. Das Messsignal S2 wird optisch zu einer Empfangs- und Auswerteeinheit 70 übertragen, die sich auf Erdpotential befindet. Dazu ist eine optische Übertragungsstrecke 50 beispielsweise in Form einer Lichtwellenleiterverbindung vorgesehen. Die Messkopfelektronik 22 wird in der im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Weise über das Speisesignal S1 mit Energie E versorgt. Die optische Übertragung bewirkt in der Übertragungsstrecke 50 ähnlich wie die Übertragungs-Kapazitäten C2 und C3 in der Übertragungstrecke 40 eine Potentialtrennung, so dass die Anordnung 200 auch insgesamt potentialgetrennt ausgebildet ist. Sie eignet sich somit gut für einen Einsatz in der Hochspannungstechnik.In 2 is a different arrangement 200 shown, also for the isolated energy supply of a consumer 20 is determined. In the example of 2 is the consumer 20 as a measuring device for detecting one in the high-voltage conductor 10 flowing current I formed. The measuring device 20 contains a measuring shunt 21 and a measuring head electronics 22 , in which a measurement signal S2 for the current I is determined. The measurement signal S2 optically becomes a receiving and evaluation unit 70 transmitted, which is at earth potential. There is an optical transmission link for this 50 for example in the form of an optical fiber connection. The measuring head electronics 22 is related to the 1 described way supplied with energy E via the feed signal S1. The optical transmission causes in the transmission path 50 similar to the transmission capacities C2 and C3 in the transmission link 40 a potential separation, so the arrangement 200 is also electrically isolated overall. It is therefore well suited for use in high voltage technology.

Auch bei einer in 3 gezeigten alternativen Anordnung 300 ist der Verbraucher 20 als Strommessgerät ausgeführt, dem über das Speisesignal S1 potentialgetrennt Energie E zugeführt wird. Im Unterschied zur Anordnung 200 erfolgt die Übertragung des in der Messkopfelektronik 22 erzeugten Messsignals S2 nicht optisch, sondern elektrisch über die auch für das Speisesignal S1 genutzte und damit ohnehin vorhandene Übertragungsstrecke 40.Even with an in 3 alternative arrangement shown 300 is the consumer 20 designed as a current measuring device, to which energy E is supplied with potential isolation via the feed signal S1. In contrast to the arrangement 200 the transmission takes place in the measuring head electronics 22 generated measurement signal S2 not optically, but electrically via the transmission link which is also used for the feed signal S1 and is therefore present anyway 40 ,

Das die Strominformation beinhaltende Messsignal S2 wird in einem zweiten Generator 31, der sich auf Hochspannungspotential befindet und Bestandteil des Strommessgeräts ist, als hochfrequentes Signal erzeugt, in die Übertragungstrecke 40 eingespeist und zu einer Empfangs- und Auswerteeinheit 60 übertragen. Das Messsignal S2 hat eine Messsignalfrequenz aus dem gleichen Frequenzbereich, aus dem auch die Speisefrequenz gewählt werden kann, also zwischen 1 kHz und 1 MHz. Um eine wechselseitige Beeinflussung zu vermeiden, haben die Mess- und die Speisefrequenz jedoch einen unterschiedlichen Frequenzwert. Im Beispiel von 3 liegt die Speisefrequenz bei 10 kHz und die Messsignalfrequenz bei 100 kHz.The measurement signal containing the current information S2 is in a second generator 31 , which is at high voltage potential and is part of the current measuring device, generated as a high-frequency signal, into the transmission path 40 fed and to a receiving and evaluation unit 60 transfer. The measurement signal S2 has a measurement signal frequency from the same frequency range from which the supply frequency can also be selected, ie between 1 kHz and 1 MHz. In order to avoid mutual interference, the measurement and the feed frequency have a different frequency value. In the example of 3 the supply frequency is 10 kHz and the measurement signal frequency is 100 kHz.

Eine zusätzliche, zum ersten Generator 30 und zur Empfangs- und Auswerteeinheit 60 parallel geschaltete Sperr-Induktivität L6 hat eine der Sperr-Induktivität L2 vergleichbare Wirung. Sie sorgt dafür, dass das Messsignal S1 tatsächlich in die Empfangs- und Auswerteeinheit 60 gelangt, um dort ausgewertet werden zu können. Zur Verdeutlichung ist in 3 auch der Signalpfad des Messsignals S2 durch Pfeile mit gestrichelter Linie angezeigt.An additional, to the first generator 30 and to the receiving and evaluation unit 60 blocking inductance L6 connected in parallel has a similar effect to blocking inductance L2. It ensures that the measurement signal S1 is actually in the receiving and evaluation unit 60 reached in order to be evaluated there. For clarification is in 3 the signal path of the measurement signal S2 is also indicated by arrows with a dashed line.

Die Anordnungen 200 und 300 können ähnlich wie die Anordnung 100 mit einer kapazitiven Spannungsmessung kombiniert werden, so dass sich insgesamt jeweils eine Anordnung zur kombinierten Strom- und Spannungsmessung ergibt. Außerdem können auch die Übertragungsstrecken 40 und 50 in einem in den 2 und 3 jeweils nicht dargestellten Isolator 80 angeordnet werden.The orders 200 and 300 can be similar to the arrangement 100 can be combined with a capacitive voltage measurement, so that overall there is an arrangement for combined current and voltage measurement. The transmission links can also be used 40 and 50 in one in the 2 and 3 each insulator, not shown 80 to be ordered.

Die Anordnungen 100, 200 und 300 eignen sich für einen Einsatz bei einer DC- oder AC-Netzfrequenz des Hochspannungsleiters 10.The orders 100 . 200 and 300 are suitable for use with a DC or AC mains frequency of the high-voltage conductor 10 ,

Bei einer in 4 dargestellten weiteren für eine AC-Netzfrequenz bestimmten Anordnung zur potentialgetrennten Energieversorgung sind die bei den Anordnungen 100, 200 und 300 zur Aufnahme der Potentialdifferenz ΔU vorgesehenen Übertragungs-Kapazitäten C2 und C3 im wesentlichen durch Übertragungs-Induktivitäten L20 und L40 bzw. L10 und L30 ersetzt. Das Speisesignal S1 ist in diesem Beispiel ein Gleichsignal und wird mittels eines praktisch auf Erdpotential angeordneten DC-Generators 32 erzeugt. Die Übertragungs-Induktivitäten L10 bis L40 stellen für das DC-Speisesignal S1 einen Kurzschluss dar. Sie sind darüber hinaus so bemessen, dass sie bei der Netzfrequenz (= 50 Hz oder 60Hz) für die Aufnahme des Hochspannungspotentials geeignete Impedanzwerte annehmen.At one in 4 The further arrangement for an electrically isolated energy supply which is intended for an AC mains frequency and which are shown in the arrangements 100 . 200 and 300 To accommodate the potential difference ΔU, the transmission capacitances C2 and C3 provided are essentially replaced by transmission inductors L20 and L40 or L10 and L30. In this example, the feed signal S1 is a direct signal and is generated by means of a DC generator which is practically arranged at ground potential 32 generated. The transmission inductances L10 to L40 represent a short circuit for the DC supply signal S1. They are also dimensioned such that they assume suitable impedance values at the mains frequency (= 50 Hz or 60 Hz) for the absorption of the high voltage potential.

Analog zu den Anordnungen 100, 200, und 300 hat auch die Anordnung 400 Mittel zur Vermeidung eines unerwünschten Abfließens von Speiseenergie. Diese sind aufgrund des hier vorliegenden DC-Speisesignals S1 jedoch nicht induktiv, sondern kapazitiv in Gestalt von Sperr-Kapazitäten C10 bis C50 ausgeführt. Sie stellen für das DC-Speisesignal S1 jeweils einen Leerlauf und bei der Netzfrequenz eine niederohmige Impedanz dar, so dass sie eine vergleichbare Wirkung wie die Sperr-Induktivitäten L1 bis L5 bei den Anordnungen 100, 200 und 300 entfalten. Durch den Einsatz eines Gleichsignals als Speisesignal S1 wird von vornherein eine unerwünschte Abstrahlung von Speiseenergie vermieden.Analogous to the arrangements 100 . 200 , and 300 also has the arrangement 400 Means for preventing an undesired discharge of food energy. However, due to the DC supply signal S1 present here, these are not designed inductively, but capacitively in the form of blocking capacitances C10 to C50. They each represent an open circuit for the DC supply signal S1 and a low-impedance impedance at the mains frequency, so that they have a comparable effect to the blocking inductors L1 to L5 in the arrangements 100 . 200 and 300 unfold. By using a DC signal as the feed signal S1, an undesired emission of feed energy is avoided from the outset.

Für die Aufnahme der Potentialdifferenz ΔU und auch für die Übertragung des DC-Speisesignals S1 wäre es grundsätzlich ausreichend, jeweils nur eine der Übertragungs-Induktivitäten beispielsweise also L10 und L20 in den beiden Teilzweigen 42 bzw. 41 vorzusehen. Die beiden weiteren Übertragungs-Induktivitäten L30 und L40 sind ebenso wie in Reihe geschaltete Übertragungs-Widerstände R10 bis R40 zusätzlich vorgesehen, um mit der Anordnung 400 auch eine Spannungsmessung am Hochspannungsleiter 10 vornehmen zu können. In beiden Teilzweigen 41 und 42 wird dann jeweils ein ohmsch-induktiver Spannungsteiler gebildet, bei dem jeweils ein Mittenabzweig 43 bzw. 44 an die Messkopfelektronik 22 angeschlossen ist. Die Übertragungs-Widerstände R10 bis R40 dienen zum einen einer Bedämpfung einer gegebenenfalls auftretenden und unerwünschten Resonanz und zum anderen der Frequenzkompensation bei einer niedrigen Frequenz der zu erfassenden Messgröße auf dem Hochspannungsleiter 10. Sie können gegebenenfalls aber auch weggelassen werden.For the recording of the potential difference ΔU and also for the transmission of the DC supply signal S1, it would in principle be sufficient to use only one of the transmission inductors, for example L10 and L20 in the two branches 42 respectively. 41 provided. The two further transmission inductors L30 and L40, as well as series-connected transmission resistors R10 to R40, are additionally provided to match the arrangement 400 also a voltage measurement on the high-voltage conductor 10 to be able to make. In both branches 41 and 42 an ohmic-inductive voltage divider is then formed, in each of which a central branch 43 respectively. 44 to the measuring head electronics 22 connected. The transmission resistors R10 to R40 serve, on the one hand, to dampen any undesired resonance that may occur and, on the other hand, to compensate for the frequency at a low frequency of the measured variable to be detected on the high-voltage conductor 10 , If necessary, they can also be omitted.

In der Messkopfelektronik 22 wird also neben der mittels des Mess-Shunts 21 ermittelten Messinformation über den Strom I auch eine Messinformation über die Leiter-Erd-Spannung des Hochspannungsleiters 10 bestimmt. Das optisch übertragene Messsignal S2 enthält Informationen zu beiden erfassten Größen.In measuring head electronics 22 is next to that by means of the measuring shunt 21 determined measurement information about the current I and measurement information about the phase-to-earth voltage of the high-voltage conductor 10 certainly. The optically transmitted measurement signal S2 contains information on both detected quantities.

Claims

Arrangement for the isolated supply of an electrical consumer ( 20 ) with electrical energy (E) comprising at least: - a generator ( 30 . 31 . 32 ) for generating a feed signal (S1), - two separate sub-branches ( 41 . 42 ) including transmission path ( 40 ), where - the first branch ( 41 ) is designed to transmit the feed signal (S1) in the direction of the generator ( 30 . 31 . 32 ) to the consumer ( 20 ) and the two sub-branch ( 42 ) is designed to transmit the feed signal (S1) towards the consumer ( 20 ) to the generator ( 30 . 31 . 32 ), - both branches ( 41 . 42 ) each to the generator ( 30 . 31 . 32 ) and the consumer ( 20 ) are connected so that a closed circuit results for the feed signal (S1), - both branches ( 41 . 42 ) Include means for potential isolation (C2, C3, L10, L20, L30, L40) and - the consumer ( 20 ) an electrical power of at most 100 mW can be supplied by means of the feed signal (S1).

Arrangement according to Claim 1, in which the consumer ( 20 ) and the generator ( 30 . 31 . 32 ) are arranged at different electrical potential.

Arrangement according to Claim 1 or 2, in which the two partial branches ( 41 . 42 ) are arranged closely adjacent to each other.

Arrangement according to one of the preceding claims, in which the two partial branches ( 41 . 42 ) side by side in an isolator ( 80 ) are arranged.

Arrangement according to one of the preceding claims, in which the transmission link ( 40 ) is designed for voltage measurement, in particular for detecting the electrical voltage between the location of the consumer ( 20 ) and mass.

Arrangement according to one of the preceding claims, in which the partial branches ( 41 . 42 ) as means for potential separation each comprise at least one reactance (C2, C3, L10, L20, L30, L40), in particular in each case at least one capacitance (C2, C3).

Arrangement according to one of the preceding claims, which the feed signal (S1) has a feed frequency of between 1 kHz and has 1 MHz.

Arrangement according to one of claims 1 to 6, wherein the feed signal (S1) is designed as a DC signal.

Arrangement according to one of the preceding claims, in which the consumer acts as a measuring device ( 20 ) is designed and the transmission path ( 40 ) is designed to transmit a measurement signal (S2) determined by the measuring device.

Arrangement according to one of the preceding claims, in which the consumer acts as a measuring device ( 20 ) and an additional, in particular optical, transmission path ( 50 ) to transfer one from the measuring device ( 20 ) determined measurement signal (S2) is provided.